直馏柴油应用离子液体一锅法脱硫研究

以实验室合成的Zn[C₆H₁₁NO]₃Cl₂、N-甲基咪唑溴化物、Zn[CO(NH₃)₂]₃Cl₂、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和磷酸酯类离子液体作为脱硫萃取剂,H₂O₂-冰醋酸体系作为氧化剂,采用"一锅法"对直馏柴油进行脱硫,考察了离子液体种类和用量、H₂O₂和冰醋酸用量、反应时间及氧化温度对脱硫率的影响。结果表明,磷酸酯类离子液体对直馏柴油的脱硫效果相对较好,在离子液体体积分数为20%、H₂O₂体积分数为8%、冰醋酸体积分数为4%、20 min、80℃条件下,柴油中硫质量分数由1425 μg/g降至676 μg/g,脱硫率达到52.6%;且回收的离子液体使用5次,其脱硫效率仍达到40%以上。     

磷酸酯类离子液体在燃油深度脱硫中的应用

研究了3种磷酸酯类离子液体,即1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([MM im]DM P)、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EM im]DEP)和1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯盐([BM im]DBP)的制备过程,考察了这3种磷酸酯类离子液体对模型油中3-甲基噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩的脱除效果及磷酸酯类离子液体的电化学再生方法。实验结果表明,这3种磷酸酯类离子液体的脱硫能力强弱顺序为:[EM im]DEP>[BM im]DBP[MM im]DM P;且对二苯并噻吩的脱除效果最好,对苯并噻吩的脱除效果次之,对3-甲基噻吩的脱除效果较差。以[EM im]DEP为萃取剂,油剂质量比为1∶1时,经5次萃取后,二苯并噻吩的脱除率可达到99.5%。利用电解法对[EM im]DEP进行了再生,在5~10V电压下电解10h,[EM im]DEP的脱硫率可以达到新鲜[EM im]DEP的90%以上。     

离子液体在轻质油品脱硫中的应用

介绍了利用三氯化铝、三氯化铁和氯化亚铜与氯代丁基甲基咪唑([BMIM]Cl)反应合成三种离子液体,并用其对汽油和柴油进行脱硫试验的情况;考察了离子液体中金属氯化物与[BMIM]Cl的摩尔比、离子液体加入量、脱硫时间以及脱硫温度对脱硫效果的影响.结果表明,AlCl3型离子液体的脱硫效果最好,对汽油和柴油的脱硫率分别为89.5%和58.24%.脱硫后的油样与原料相比,其主要物性数据基本不变.     

直馏柴油选择催化氧化脱硫催化剂的制备与评价

制备了直馏柴油催化氧化脱硫催化剂苯甲酸锌、B2O3和复合催化剂FTS-1。以O2为氧化剂,考察了3种催化剂催化氧化直馏柴油中的硫化物的脱硫效果。研究结果发现,苯甲酸锌催化剂脱硫效果明显,脱硫后直馏柴油中的硫含量达到小于300μg/g的欧洲Ⅱ类排放标准;B2O3催化剂脱硫效果差,但萃取柴油的收率较高;复合催化剂FTS-1可选择催化氧化直馏柴油,抑制烃类化合物的深度氧化,降低氧化柴油的酸值,极大地改善了脱硫柴油的质量,提高脱硫柴油的收率。在搅拌转速700r/m in、苯甲酸锌质量分数0.15%、B2O3质量分数2%、反应温度150℃、氧气压力1.3M Pa、反应时间60m in的条件下,复合催化剂FTS-1脱硫后直馏柴油中硫含量可降到271μg/g,脱硫率达到87.8%。     

烷基咪唑高氯酸盐离子液体的萃取脱硫研究

以N-甲基咪唑、溴代烷烃、高氯酸钠为原料,合成烷基碳链长度不同的烷基咪唑高氯酸盐离子液体,分别考察不同条件下离子液体对模拟油品和实际油品的脱硫效果。研究结果表明,以[C6mim]ClO4离子液体为萃取剂,在萃取温度60 ℃、萃取时间50 min、离子液体与油品的体积比4:1的条件下,对硫质量分数为1 160 μg/g的模型油的一次萃取脱硫率达到86.90%;当其它条件不变,在离子液体与油品的体积比为1:1时,对硫质量分数为117 μg/g的催化裂化汽油的一次脱硫率为65.24%,对硫质量分数为1 974 μg/g的催化裂化柴油的一次脱硫率为58.05%。反应结束后,通过简单的倾倒即可将油样和离子液体分离,离子液体经减压蒸馏提纯干燥后可重复使用5次以上,其催化活性不降低。     

离子液体中季铵型六聚钨酸盐相转移催化氧化脱硫性能

制备了亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)和4种季铵型六聚钨酸盐催化剂,通过FTIR,UV-Vis,TG等方法对它们的结构进行了表征;考察了以H2O2为氧化剂,季铵型六聚钨酸盐催化剂在离子液体[Bmim]BF4中相转移催化氧化模拟油中二苯并噻吩(DBT)的活性。实验结果表明,随H2O2和催化剂用量的增加、反应温度的升高和反应时间的延长,DBT脱除率单调增加;适宜的反应条件为:以季铵型六聚钨酸盐[C18H37(CH3)3N]2W6O19为催化剂,模拟油用量5mL、离子液体[Bmim]BF4用量1 mL、反应温度50℃、反应时间3.0 h、n(催化剂)∶n(DBT)=1∶10、n(H2O2)∶n(DBT)=4;在此条件下,该脱硫体系的DBT脱除率可达99.6%,其脱硫效果好于仅用离子液体萃取脱硫和无离子液体的催化氧化脱硫体系的脱硫效果。     

离子液体萃取脱硫的研究

合成了一系列离子液体用于模拟油的萃取脱硫实验,考察了不同离子液体及其与模拟油的质量比、反应温度和反应时间等因素对模拟油萃取脱硫效果的影响。实验结果表明,离子液体1-丁基-3-乙基咪唑氯盐([BEIM]Cl)的萃取脱硫效果明显优于其他离子液体。当以[BEIM]Cl为萃取剂时,萃取脱硫的最优条件为:[BEIM]Cl与模拟油的质量比1.0,萃取温度30℃,萃取时间30min。在此条件下,单级脱硫率可达52.02%;经5级脱硫后,总脱硫率高达96.56%。采用溶剂反萃取法对[BEIM]Cl进行了再生,再生后[BEIM]Cl的脱硫率可达新鲜[BEIM]Cl的95%。     

四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑盐的合成、表征及萃取脱硫探索

制备了环保型绿色离子液体--四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑盐([BMIM]BF4),主要探讨“绿色合成”方法及其对模型油萃取脱硫的作用效果。在无溶剂条件下将N-甲基咪唑与1-氯代正丁烷通过高产率的亲核取代反应生成中间产物[BMIM]Cl,再使其与NaBF4进行复分解反应生成目标物质,经红外光谱(FT-IR)、紫外光谱(UV)等测试方法验证可知,产物的分子结构为[BMIM]BF4;考察了萃取时间、温度、含硫化合物种类(苯并噻吩BT或二苯并噻吩DBT)及剂油体积比对脱硫率的影响,在萃取温度40 ℃、萃取时间30 min、剂油体积比1:2的条件下,含DBT模型油的单级萃取脱硫率为54.4% 。对含DBT模型油进行了三级萃取及离子液体回收再利用研究,结果表明,三级萃取脱硫率达到90%,离子液体可回收利用。     

Brφnsted酸性离子液体在萃取氧化二苯并噻吩中的应用

以具有Bronsted酸性的吡咯烷酮离子液体N-甲基-2-吡咯烷酮氟硼酸盐([Hnmp]BF,)为萃取剂和催化剂,含30%质量分数H2O2的双氧水为氧化剂,二苯并噻吩(DBT)的正辛烷溶液作为模型油,同时进行萃取脱硫和氧化脱硫,考察了n(H2O2)/n(S)、DBT初始浓度和反应温度对脱硫率的影响.结果表明,[Hnmp]BF4-H2O2体系产生的羟基自由基能将DBT氧化成相应的砜而进入离子液体相,从而脱除了模型油中的S;当n(H2O2)/n(S)=3、反应温度为60℃、模型油与离子液体等体积时,在60 min内可以将油相中S质量浓度为1550 μg/ml的DBT完全氧化脱除;DBT初始浓度越高,S的完全脱除就越困难.离子液体重复再生使用7次后,脱硫率明显降低.     

离子液体合成及多级逆流萃取脱硫的串级实验法验证研究

通过两步合成法合成了1-庚基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体（[C7MIM]BF4）,以30%的过氧化氢作氧化剂,考察了其在不同剂油比、萃取时间、萃取温度、萃取速率下对汽油的脱硫效果,确定了最佳脱硫条件,计算出离子液体多级逆流萃取脱硫的理论级数,并在此条件下平行做三组串级实验,进行多级逆流萃取脱硫的模拟验证。结果表明,在V([C7MIM]BF4):V(H2O2):V(Oil)=1:1:10、反应温度60 ℃、震荡速率600 r/min的条件下反应60 min后,一次脱硫率达到77 %,采用四级逆流萃取脱硫后,汽油的硫质量分数由155 μg/g降至10 μg/g以下,脱硫率达到94 %,汽油回收率达到95 %,具有较好的工业应用前景。